林向宇

0 引言

在实际工程中常使用各种类型土作为回填材料，比如在路桥工程中修筑道路、水利工程中修建堤坝、机场工程中修建飞机跑道、民用建筑中的田径场以及地基和基础回填等等。一般情况下，工程现场的回填土的取得会受到较多因素的制约，基本都是从其它工地二次搬运到施工现场的，土样的原状性已经被破坏，呈现孔隙增多，均匀程度较差，土样的压缩的模量较大、强度和抗剪性能较低等特征。为了能够满足工程的最终使用和建设，改善土体的力学性质，满足设计指标，一般情况下采用夯实重锤、机械碾压、振动振实等方法将土样压实到一定的程度，以满足使用要求。击实试验就是通过锤击使得土的密度增加，随着击实功大小而异，可以用来评价土样的压实性质，为填土工程确定干密度和含水量提供依据。

1 击实试验的方法

击实试验的主要原理是通过重力系统向土体施加竖向固定压力，从而使得原本松散的土样渐渐被压实，土样内部的空隙逐渐被缩小，从而在外力作用下获得重新排列，以达到使得土样密实的最终目的，也使得土体间的微观土结构更加密实。

按照国家规范《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019）的有关规定，目前击实试验主要分为重型和轻型击实试验两种。轻型击实试验分三层填筑土样、每层锤击25 击。重型击实试验也是分为三层填筑土样，但是为每层最少的锤击42 击。在土样的制备环节中，分为干法制备与湿法制备两种。干法制备适用于含水量较低的土，首先要用四点分法取一定量的代表性风干试样，其中小桶所需要的土样约20kg，大桶所需要的土样约50kg，既可以放在木板上也可以放在碾压器上将其碾碎。轻型击实要过5mm 筛，重型过20mm 筛。湿法制备则适用于含水量较大的土，除上述要求外，还需要根据使用要求风干和加水以达到所需的含水率。

通过有关试验得出结论，通过干法制作的土样计算得出的最大干密度比湿法算出的值大，最优含水率比湿法制作的小，造成以上原因的是：通过人工方式往土样里面加水后会造成土样含水量过高，土的原状性被破坏，土样微观结构发生了很大改变，重新排列变得，在实际工程中，土样经过碾压粉碎后，通过风干或者烘干手段后过筛变得比较困难，因此土样的密度较大，含水量较小，对于含水率相对较低的土体来说，土体更容易被粉碎，因此，干法与湿法两种试验方法得到的结果并没有较大的差距，所以在对含水率较高的土体进行试验时湿法更为合理，如果采取干法进行检测，会导致土体压实的标准提高，在施工的时候很难达到相应的标准，那么必然使施工的相关检测不符合标准，同时也会使施工的成本增加。

2 制备方法对试验的影响

在击实试验中土样的制备方法主要有风干与烘干两种，通过有关试验得知，土样经过烘干后的密度比风干后的大，在含水量试验中因为受到高温、高热环境影响，土料在外力作用下散失了水分，颗粒之间的缝隙缩小，短时间形成气泡的可能性较低，因此烘干土样的含水量较风干土样低，同时土颗粒是在击实试验中承受外界竖向压力的主体，因此土颗粒会容易产生竖向永久性变形，同时在干法制备中通常是利用碾压和烘干方法对土样进行制备，这样就导致大量细小颗粒填充至原本的土颗粒中，从而导致干密度较高。

湿法制备一般适用于含水量较大的土样，按照有关国家规范，为了使得土样的水分能够均匀分布通常使用风干或者烘干方法进行，虽然在试验前都进行了风干或者烘干步骤，但是土体内依然会存留相应的水分，这些水分将会残留在土体内的空隙里，在受到击实试验锤击的时候受到击实功的影响会产生孔隙压力，土体内原本的气泡在短时间内会消失，但是由于土样有可能在短时间内回弹，最终导致土样变形。因此采取湿法制备时，土体不宜进行粉碎处理，这样有可能导致土颗粒间存在较大的空隙，影响试验数据，因此湿法制备的推荐对象应为风干或者天然土样。

3 击实功对于试验的影响

室内土工击实试验中的“锤重×落距×锤击次数”称之为击实功。它将影响土体的含水量和压实度，同一种土样，不同击实功所产生的土样最优含水率及最大干密度也不一样。

在日常试验中通过观察击实曲线后发现，在击实功发生变化时候，曲线的形状不会发生太大变化，只是位置产生了上移，随着击实功的不断增大曲线不断往左上方移动，通过数据分析，能够判断出当击实功增大后，试验土体的最大干密度会增加，内部最佳含水量降低。笔者团队在福州某工程项目中，现场采用了多台额定功率不同的压路机，功率大的比功率小的压实效果好，在常规试验中，重型击实仪和轻型击实仪的击实效果也不一样，其所表现出的最大干密度也错在差异性，指标多为 0.03～0.1g/cm。所以，在进行击实试验和压实度试验时候，应根据不同土体粒径选择匹配的击实仪器，强调击实功同试验结果的契合效果，降低击实功对检测结果的影响。

4 击实筒内余土影响

所谓的余土高度指的是当击实试验完成以后位于击实筒上方的，高出筒体的那部分土样。从理论上来说当出现零余土高度时候，可以使用理论击实曲线来表示。按照有关规定，击实试验完成后超出击实筒顶的土样不得超过6mm，在标准试验流程下，土体受到的总击实功是大致一样的，密度等指标也具有可比性，如果在试验完成后击实筒上部余土的高度超过了有关国家标准，就会对试验结果产生一定的影响。因为随着击实筒内的土体体积不断增加，受到的击实功也随之减小，干密度和含水量存在变化的可能性，因此在试验中要按照国家标准控制余土高度，并且准确记录每一次加土的量，确保试验严谨性。添加土样一般分为三次进行，并且要保证每次增加的量大致相同，第一层位于筒体内5cm 下，第二层与筒体口高度相同，第三层达到护筒顶。

5 土样配级对试验的影响

在击实试验中试验土样的级配和黏土含量不同都将影响在相同的击实功作用下的击实试验性能不同，从而影响最终效果。根据以往的试验结果来看若试验中的土样配级较差，则击实效果较差，影响试验击实性能表现较为明显。因此，在选择土样时，应尽量选择配级较好的土样来进行试验，可有效降低土样配级对检测结果的影响。现场土质没有试验室那样均匀，往往中间混有大颗粒的土粒，当试验中粒径大于 5mm 的土质小于或等于试样总质量的30% 时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。

6 土体含水率的影响

在击实试验过程中，由于只能在一定的条件下做击实试验，就决定了随着水的含量的不同，水的润滑作用对功效率的影响是不同的，当加入适量的水时，水的顺滑作用会对击实功的效率有提高的作用，当水的含量超过某一临界值时，水的作用反而会降低功的效率，这里所谓的“某一临界值”就是“最优含水量”，即当水的含量在最优含水量附近时，功的效率最高，因此土的含水率的控制在击实试验中极为关键，含水率太高或者太低都不利于土的压实性，土样含水率如果过低，土颗粒表面的水膜就比较薄，结合水的能力就比较差。土样之所以会被结合在一起，主要就是依靠水的张力，含水量太少就会导致土体之间的错位变得困难，土体的压实度以及密实性就不受控制，从而导致最大干密度和设计存在偏差，如果土体含水率太高，情况则相反，所以在试验过程中要控制土体的含水率。

7 室内用土和现场土质的影响

击实试验中的土样主要有自然土、风干土和烘干土等，不同性质的土样在压实度试验中的试验结果也不同。其中，自然土是自然界的产物，长期存在于户外，因此在土体内部含水量较大；而烘干土则是通过人工方式利用高温、高压环境处理过的土样，因其存在灼烧和碳化环节，土样内部的微观环境遭遇到了破坏，失去了土样原本的状态，与水体的交融性较差，最优含水量偏低。因此在一般试验中，天然土的含水量较大，烘干土与天然土含水量较少，天然土的最大干密度较小，烘干土的最大干密度较大，二者的最佳含水量差异较大。因此，进行室内土工击实试验与回填土压实度检测精准度检测时，应选择风干土作为样本土体进行试验，保障后续试验效果的准确性。